基本信息

書名:測控電路設計與應用

代碼：5

作者:郝曉劍主編

出版社：電子工業出版社

出版日期：2017-03-01

ISBN：9787121307157

字數：610000

頁碼：376

版次：3

裝幀：平裝

開本：16開

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編輯推薦

緊密結合大量應用實例，提高讀者測控繫統電路設計的總體能力。

內容提要

本書以測控電路設計為重點，較全面地介紹測控電路中電路的基本概念、原理、設計方法及應用實例等。重點講述電路的外部特性，按器件級、電路級、繫統級循序漸進的思路，提出繫統級實用電路設計步驟和實現過程，使讀者學會如何與傳感器、計算機緊密結合，圍繞“精、快、靈”和測控繫統的要求來選用電路、設計電路、調試電路，提高讀者的電路綜合設計能力和創新能力。本書體繫完整，概念清楚，理論聯繫實際，敘述淺顯易懂，對測控電路設計有較強的指導和參考作用。全書共12章，章介紹測控電路的組成、功用及設計方法；第2章介紹傳感器的基本概念和典型傳感器的接口電路；第3～8章以模擬電路、集成電路為重點，介紹測控電路的電路設計方法，包括信號的放大、濾波、運算、轉換、調制解調和振蕩電路；第9章介紹典型執行器件的驅動電路；0章介紹電路設計中的抗干擾技術；1章介紹測控電路與計算機接口電路及應用，2章提供多種測控繫統電路設計實例，以供讀者借鋻。

目錄

緒論1
章 測控電路概述4
1.1 測控繫統組成4
1.2 測試繫統設計要求6
1.3 測控電路的功用及要求8
1.3.1 測控電路的功能8
1.3.2 測控電路的主要要求9
1.3.3 測控電路的發展趨勢11
1.4 測控電路設計及優化13
1.5 部件之間的連接與匹配16
1.5.1 電器性能相互匹配問題16
1.5.2 信號耦合方式和時序配合18
思考與練習19
第2章 傳感器與接口電路20
2.1 傳感器技術基礎20
2.1.1 傳感器的分類20
2.1.2 傳感器的主要技術特性指標21
2.1.3 傳感器的接口電路25
2.1.4 傳感器的選擇30
2.2 阻性傳感器的接口電路31
2.2.1 電壓驅動方式31
2.2.2 電流驅動方式34
2.2.3 振蕩器驅動方式34
2.3 容性傳感器的接口電路35
2.4 電壓輸出型傳感器的接口電路36
2.5 電荷輸出型傳感器的接口電路36
2.6 電流輸出型傳感器的接口電路38
2.7 新型傳感器的接口電路38
2.7.1 ICP傳感器的接口電路38
2.7.2 光纖傳感器的接口電路40
2.7.3 數字輸出傳感器的接口電路40
思考與練習41

第3章 集成運算放大器電路設計42
3.1 運算放大器基本原理和主要性能指標43
3.1.1 集成運算放大器基礎43
3.1.2 集成運算放大器的主要參數及分類44
3.2 集成運放的分析方法47
3.2.1 基本分析方法47
3.2.2 典型電路設計48
3.3 測量放大電路設計58
3.3.1 低漂移直流放大器設計58
3.3.2 高輸入阻抗放大器和低輸入阻抗放大器設計61
3.3.3 儀用放大器64
3.3.4 可編程增益放大電路66
3.3.5 隔離放大電路70
3.3.6 前置放大電路的設計75
3.3.8 鎖相放大電路的應用77
本章附錄：電阻電容值的E繫列值80
思考與練習80
第4章 信號的濾波82
4.1 濾波器的基本知識82
4.1.1 濾波器的分類82
4.1.2 濾波器的主要特性指標85
4.2 濾波器特性的逼近86
4.2.1 巴特沃茲逼近86
4.2.2 切比雪夫逼近87
4.2.3 貝塞爾逼近89
4.3 常用濾波電路結構90
4.3.1 一階濾波器電路90
4.3.2 二階濾波器電路94
4.4 有源濾波器的設計97
4.4.1 公式法98
4.4.2 濾波器輔助設計軟件102
4.5 集成濾波器106
4.5.1 開關電容濾波器106
4.5.2 狀態變量濾波器107
4.6 濾波器設計實例：衝擊波超壓 測試繫統抗混疊濾波器設計107
4.6.1 被處理信號的分析107
4.6.2 濾波器的設計110
思考與練習111
第5章 信號運算電路112
5.1 差分運算電路112
5.2 加法運算電路113
5.3 減法運算電路114
5.4 積分、微分運算電路115
5.5 對數、反對數運算電路117
5.6 模擬乘法器組成的運算電路118
5.7 信號運算電路典型應用124
5.8 集成運算放大器的應用技術132
思考與練習134
第6章 信號轉換電路136
6.1 采樣保持（S/H）電路136
6.2 電壓比較電路141
6.2.1 過零比鉸器141
6.2.2 單限比較器142
6.2.3 滯回比較器143
6.2.4 雙限比較器144
6.2.5 集成電壓比較器144
6.2.6 比較器的主要參數145
6.3 電壓頻率轉換電路145
6.4 電壓電流轉換電路148
6.5 波形變換151
6.6 比較器應用實例：電壓比較器LM339的常用方法152
思考與練習154
第7章 信號調制與解調電路155
7.1 調制解調的功用與類型155
7.2 調幅式測量電路156
7.2.1 幅值調制與解調概念156
7.2.2 調幅原理與方法156
7.2.3 調幅波的解調161
7.3 調頻式測量電路174
7.3.1 調頻原理和方法175
7.3.2 鋻頻電路176
7.4 相位調制與解調181
7.4.1 相位調制181
7.4.2 相位調制的解調182
7.5 集成鎖相環183
7.6 脈衝寬度調制187
思考與練習189
第8章 振蕩電路與信號源191
8.1 振蕩電路的作用和分類191
8.2 正弦波振蕩電路的基本原理192
8.2.1 RC串並聯電路的選頻特性193
8.2.2 文氏電橋振蕩器194
8.3 非正弦波振蕩器的組成195
8.4 晶體振蕩器197
8.5 集成波形發生器200
思考與練習205
第9章 執行器件的驅動電路206
9.1 繼電器206
9.2 直流電動機212
9.3 無刷直流電動機218
9.4 步進電動機223
思考與練習232
0章 測控電路的抗干擾措施233
10.1 干擾源簡介233
10.1.1 干擾與噪聲源234
10.1.2 干擾與噪聲的耦合方式234
10.1.3 干擾與噪聲抑制的一般措施237
10.2 干擾抑制技術的基礎知識237
10.2.1 屏蔽技術237
10.2.2 接地技術239
10.2.3 隔離技術241
10.2.4 布線技術242
10.2.5 滅弧技術243
10.2.6 其他抗干擾技術244
10.3 電源干擾的抑制244
10.3.1 電網干擾抑制技術245
10.3.2 電源穩定淨化技術246
10.4 干擾抑制常用方法250
思考與練習252
1章 測控電路與計算機接口電路254
11.1 串行通信接口254
11.1.1 同步串行通信與異步串行通信的區別254
11.1.2 UART簡介255
11.1.3 UART的基本特點255
11.1.4 基於FPGA的UART接口電路256
11.1.5 UART接收發送模塊VHDL編程實例257
11.1.6 串行通信接口262
11.2 PCI總線265
11.2.1 PCI總線概述265
11.2.2 PCI內部結構及外圍信號265
11.2.3 基於PCI9054從模式的數據采集卡設計與應用266
11.3 USB接口269
11.3.1 USB接口簡介269
11.3.2 FT245BM與FPGA的接口設計269
11.3.3 基於PL2303的USB接口設計272
11.3.4 基於CY7C68013的USB接口設計274
11.4 Inter接口278
11.4.1 基本概念278
11.4.2 目前常用以太網接口芯片278
11.4.3 DM9000A與FPGA的接口279
11.4.4 網絡接口常用調試工具281
11.4.5 基於網絡接口的光柵解調儀實例281
11.4.6 UDP與ARP數據包設計282
思考與練習286
2章 測控電路設計實例287
12.1 瞬態高溫測量及校準儀287
12.1.1 藍寶石光纖瞬態表面高溫儀287
12.1.2 瞬態表面溫度動態校準儀291
12.2 運動物體速度測試儀295
12.2.1 創傷彈道研究專用激光測速靶295
12.2.2 激光光幕原向反射觸發信號源301
12.2.3 定距測速法的應用探索305
12.3 爆炸衝擊波超壓測試繫統312
12.3.1 測試方法313
12.3.2 無線衝擊波場超壓測試繫統原理313
12.3.3 測試電路314
12.3.4 測試結果320
12.4 NDVI測量儀321
12.5 電子磁羅盤定向測試繫統323
附錄測控電路設計與應用實驗333
參考文獻363

作者介紹

郝曉劍教授，中北大學儀器與電子學院副院長，研究方向為光電儀器與動態測試技術；山西省高校工委、省教育廳黨組聯繫的高級專家，中國計量測試學會會員；出版過多部著作和教材。

序言